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燃焼室内乱流予混合伝播火炎のフラクタル構造と未燃焼混合気の乱流特性

研究課題

研究課題/領域番号 06452186
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 熱工学
研究機関岡山大学

研究代表者

浜本 嘉輔  岡山大学, 工学部, 教授 (60025955)

研究分担者 吉山 定見  岡山大学, 工学部, 助手 (80210780)
研究期間 (年度) 1994 – 1995
研究課題ステータス 完了 (1995年度)
配分額 *注記
7,400千円 (直接経費: 7,400千円)
1995年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
1994年度: 5,200千円 (直接経費: 5,200千円)
キーワード燃焼 / 予混合燃焼 / 乱流予混合火炎 / 火炎構造 / レーザトモグラフィ / フラクタル / 可視化 / 密閉燃焼室内乱流燃焼 / 密閉燃焼室内燃焼 / レーザートモグラフィ
研究概要

定積燃焼室およびエンジン燃焼室内燃料〜空気混合気の旋回乱流中心にて電気火花にて点火し、伝播中の乱流火炎断面像をレーザシート法により撮影し,サークル法を用いてフラクタル解析を行った。得られた主な結果は次の通りである。
1)点火直後の火炎面には乱流の影響があまりあらわれず,明確なフラクタル性はみられない。その後火炎面は乱流の影響を受けて,フラクタル性を示すようになる。さらに火炎の伝播にしたがい,火炎面の凹凸が小さく分割され,激しく変化し,フラクタル下限値ε_iは小さくなってある一定値に,フラクタル次元D_3は大きくなってある一定値に近ずく。また乱れが強くなるほどD_3が大きくなる。
2)フラクタル上限値ε_oは火炎の等価半径にほぼ等しい。
3)層流火炎の予熱帯厚さに対する下限値の比ε_i/δはカルロヴィツ数の-0.5乗にほぼ比例して変化する。
4)層流と乱流で,質量燃焼割合が同じときの質量燃焼率M^^-_<bL>(層流)とM^^-_<bT>(乱流)の比はフラクタル特性値を用いて次のようにあらわされる。
M^^-_<bT>/M^^-_<LT>=〔L(ε_o)/(2πγ_+)〕(ε_i/ε_o)^<2-D_3>
ここでL(ε_o)はフラクタル輪郭曲線の長さである。この関係式を用いて、密閉燃焼室内乱流予混合燃焼の熱発生過程をシミュレートできる。
5)エンジンシリンダ内の旋回乱流火災では、フラクタル次元D_3は、定積燃焼室実験(常温)における値よりも,少し大きくなる。また2つのフラクタル特性をもった構造と考えられるケースもみられた。

報告書

(3件)
  • 1995 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1994 実績報告書

研究成果

(16件)

すべて その他

すべて 文献書誌

  • [文献書誌] 浜本嘉輔: "乱流予混合伝播火炎のフラクタル特性" 日本機械学会関西支部第70期定時総会講演会講演論文集. 954-2. 181-183 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 浜本嘉輔: "乱流予混合伝播火炎におけるフラクタル特性の時間的変化" 日本機械学会中国四国支部第34期総会講演会講演論文集. 965-1. 177-178 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 章 忠: "乱流エントレインメントモデルによる密閉容器内予混合燃焼の予測" 日本機械学会論文集(B編). 62(掲載予定). (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 章 忠: "フラクタル燃焼モデルによる密閉容器内乱流混合燃焼のシミュレーション" 日本機械学会 第13回内燃機関シンポジウム講演論文集. (発表予定). (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 吉山定見: "エンジンシリンダ内乱流予混合火炎のフラクタル特性" 日本機械学会 第13回内燃機関シンポジウム講演論文集. (発表予定). (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshisuke Hamamoto, Eiji Tomita, Sadami Yoshiyama and Isamu Ohno: "Fractal Analysis of Turbulent Premixed Propagating Flame" JSME Kansai. 954-2. 181-183 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshisuke Hamamoto, Eiji Tomita, Sadami Yoshiyama and Isamu Ohno: "Temporal Transition of Fractal Characteristics in Turbulent Premixed Propagating Flame" JSME Chugoku-Shikoku. 965-1. 177-178 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Zhong Zhang, Yoshisuke Hamamoto, Sadami Yoshiyama and Eiji Tomita: "Prediction of Process of Premixed Combustion with Turbulent Eddy Entrainment Model" Trans.of JSME. Vol.62(In Press). (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Zhong Zhang, Yoshisuke Hamamoto, Eiji Tomita, Sadami Yoshiyama and Hiroaki Kawabata: "Simulation of Turbulent Combustion in a Closed Vessel with Fractal Flame Model" Proceedings of 13th Symposium on Internal Combustion Engine. (Presentation is accepted). (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sadami Yoshiyama, Yoshisuke Hamamoto, Eiji Tomita, Isamu Ohno and Yousuke Hozumi: "Fractal Behavior of Turbulent Premixed Flame in Engine Cylinder" Proceedings of 13th Symposium on Internal Combustion Engine. (Presentation is accepted.). (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 浜本嘉輔: "乱流予混合伝播火炎のフラクタル特性" 日本機械学会関西支部第70期定時総会講演会講演論文集. 954-2. 181-183 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 章 忠: "乱流エントレインメニトモデルによる密閉容器内予混合燃焼の予測" 日本機械学会論文集(B編). 62(掲載予定). (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 浜本嘉輔: "乱流予混合伝播火炎におけるフラクタル特性の時間的変化" 日本機械学会中国四国支部第34期総会講演会講演論文集. 965-1(発表予定). (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 章 忠: "フラクタル燃焼モデルによる密閉容器内乱流予混合燃焼のシミュレーション" 日本機械学会 第13回内燃機関シンポジウム講演論文集. (発表予定). (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 吉山定見: "エンジンシリンダ内乱流予混合火災のフラクタル特性" 日本機械学会 第13回内燃機関シンポジウム講演論文集. (発表予定). (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 浜本 嘉輔: "乱流予混合伝播火炎のフラクタル解析" 日本機械学会関西支部第70期定時総会講演会講演論文集. 954-2. (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書

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公開日: 1994-03-31   更新日: 2016-04-21  

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